論文の概要: Orientation-Aware Control and Trajectory Design for Aerial RIS-Assisted Wireless Communications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.23157v1
- Date: Sat, 19 Sep 2026 17:58:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-24 17:05:06.533256
- Title: Orientation-Aware Control and Trajectory Design for Aerial RIS-Assisted Wireless Communications
- Title（参考訳）: 航空機RIS支援無線通信の指向性を考慮した制御と軌道設計
- Abstract要約: ARIS(Aerial Reconfigurable Intelligent Surfaces)は、再構成可能なメタ曲面と空中モビリティを組み合わせることで、障害のある環境における無線接続を強化することができる。
しかし、実際的な展開では、再構成可能なインテリジェントサーフェス(RIS)は多回転無人航空機(UAV)に搭載される。
本稿では,UAVダイナミックス,アクティベーション制限,配向依存チャネルを明示的に考慮した配向認識型ARISフレームワークを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.233065479782753
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Aerial Reconfigurable Intelligent Surfaces (ARISs) can enhance wireless connectivity in obstructed environments by combining reconfigurable metasurfaces with aerial mobility. However, in practical deployments, the Reconfigurable Intelligent Surface (RIS) is rigidly mounted on a multi-rotor Unmanned Aerial Vehicle (UAV), which creates coupled position-orientation dynamics that directly affect communication quality. Since RIS performance is highly sensitive to orientation, point-mass or orientation-invariant models may lead to optimistic performance estimates. This paper proposes an orientation-aware ARIS framework that explicitly accounts for UAV dynamics, actuation limits, and orientation-dependent channels. The proposed approach combines a communications-guided reference trajectory planner with a Nonlinear Model Predictive Control for dynamically feasible trajectory tracking and favorable RIS orientation, while employing lightweight beamforming and RIS phase-shift updates. Simulations show that accounting for orientation improves user throughput by 13.77%, while the proposed joint communication updates improve network throughput by 28% over phase-shift-only optimization and by at least a factor of 2.5 over beamforming-only optimization. These results highlight the importance of orientation-aware modeling and joint communication-control design in ARIS-assisted wireless systems.
- Abstract（参考訳）: ARIS(Aerial Reconfigurable Intelligent Surfaces)は、再構成可能なメタ曲面と空中モビリティを組み合わせることで、障害のある環境における無線接続を強化することができる。
しかし、実際的な展開では、再構成可能なインテリジェントサーフェス(RIS)は、通信品質に直接影響を及ぼす結合した位置配向ダイナミクスを生成するマルチロータ無人航空機(UAV)に搭載される。
RIS性能は配向に非常に敏感であるため、点質量または配向不変モデルは楽観的な性能推定につながる可能性がある。
本稿では,UAVダイナミックス,アクティベーション制限,配向依存チャネルを明示的に考慮した配向認識型ARISフレームワークを提案する。
提案手法は,通信誘導型参照軌道プランナと非線形モデル予測制御を組み合わせることで,高速ビームフォーミングとRIS位相シフトの更新を併用しながら,動的に実現可能な軌道追跡と良好なRIS方位を求める。
シミュレーションにより、配向の会計はユーザスループットを13.77%改善し、一方、提案された共同通信更新では、位相シフトのみの最適化よりもネットワークスループットを28%改善し、ビームフォーミングのみの最適化よりも2.5倍向上した。
これらの結果は、ARIS支援無線システムにおける指向性を考慮したモデリングと共同通信制御設計の重要性を強調している。
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